Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE102015120240B3 - Coupling element for cycloidal gear - Google Patents

Coupling element for cycloidal gear Download PDF

Info

Publication number
DE102015120240B3
DE102015120240B3 DE102015120240.9A DE102015120240A DE102015120240B3 DE 102015120240 B3 DE102015120240 B3 DE 102015120240B3 DE 102015120240 A DE102015120240 A DE 102015120240A DE 102015120240 B3 DE102015120240 B3 DE 102015120240B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coupling element
ring
outer ring
inner ring
shafts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102015120240.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Patentinhaber gleich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102015120240.9A priority Critical patent/DE102015120240B3/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102015120240B3 publication Critical patent/DE102015120240B3/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/04Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying rotary motion
    • F16H25/06Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying rotary motion with intermediate members guided along tracks on both rotary members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

Kupplungselement für zwei parallele Wellen konstanten Achsabstandes e in Zykloidengetrieben, bestehend aus einem Außenring (22, 32, 42, 52) mit einem zykloidenparallelen Innenprofil, einem Innenring (21, 31, 41, 51) mit einem zykloidenparallen Außenprofil und einem Rollenträger (24, 34, 44, 54) mit einer Mehrzahl kreisförmig angeordneter Rollen (23, 33, 43, 53) zwischen Außenring und Innenring. Der Rollenträger hat einen Abstand er ≤ e/2 vom der Achse des Außenrings, so dass zeitlich abhängig zumindest ein Teil Rollen auf den Kurvenprofilen von Außenring und Innenring abwälzbar ist. Die Zähnezahlen (gleichbedeutend mit Anzahl der Zykloidenbögen) der Anordnung in Figur 3 sind zr = zi + 1, za = zr + 1 mit zi als Zähnezahl des Innenrings, za des Außenrings und zr als Anzahl der möglichen Rollenpositionen. Zwischen beiden zu verbindenden Wellen stellt sich im Betrieb ein Drehzahlverhältnis von za/zi ein, wenn beide Wellen ortsfest gelagert sind. Der Zusammenbau zweier dieser Kupplungselemente mit unterschiedlichen Zähnezahlen bildet die modulare Funktionseinheit eines energetisch hocheffizienten Zykloiden-Stufen-Getriebes.Coupling element for two parallel shafts constant center distance e in cycloidal transmissions, consisting of an outer ring (22, 32, 42, 52) with a cycloid-parallel inner profile, an inner ring (21, 31, 41, 51) with a cycloid-parallel outer profile and a roller carrier (24, 34, 44, 54) with a plurality of circularly arranged rollers (23, 33, 43, 53) between the outer ring and the inner ring. The roller carrier has a distance er ≤ e / 2 from the axis of the outer ring, so that at least a part of rollers on the cam profiles of the outer ring and inner ring can be rolled depending on time. The number of teeth (equivalent to the number of cycloid arcs) of the arrangement in Figure 3 are zr = zi + 1, za = zr + 1 with zi as the number of teeth of the inner ring, za of the outer ring and zr as the number of possible roles positions. In operation, a speed ratio of za / zi arises between the two shafts to be connected, when both shafts are mounted stationary. The assembly of two of these coupling elements with different numbers of teeth forms the modular functional unit of an energetically highly efficient cycloid stage transmission.

Description

Gebiet der Erfindung Field of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kupplungselement für zwei parallele Wellen konstanten Achsabstandes in Zykloidengetrieben, umfassend

  • – einen Außenring mit einem kurvenförmigen Innenprofil,
  • – einen Innenring mit einem kurvenförmigen Außenprofil,
  • – einen Rollenträger mit einer Mehrzahl von Rollen radial zwischen Außenring und Innenring,
wobei die Rollen kreisförmig angeordnet, drehbar im Rollenträger gelagert sind, und – zeitlich abhängig – zumindest ein Teil der Rollen das Innenprofil des Außenrings und das Außenprofil des Innenrings paarweise berührt. The invention relates to a coupling element for two parallel waves constant center distance in cycloidal transmissions, comprising
  • An outer ring with a curved inner profile,
  • An inner ring with a curved outer profile,
  • A roller carrier with a plurality of rollers radially between outer ring and inner ring,
wherein the rollers are arranged in a circle, rotatably mounted in the roller carrier, and - depending on the time - at least a part of the rollers, the inner profile of the outer ring and the outer profile of the inner ring in pairs.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Zykloiden-Stufen-Getriebe mit mindestens zwei der genannten Kupplungselemente. The invention further relates to a cycloidal step transmission with at least two of said coupling elements.

Stand der Technik State of the art

In der DE19722399 wird ein Zykloiden-Stufen-Getriebe beschrieben, das zwei Zykloiden-Kurvenringe unterschiedlicher Zähnezahl aufweist (wenn man den Begriff „Zähnezahl“ mit „Anzahl der Zykloidenbögen“ gleichsetzt) und die mit einem auf der Zentralwelle befindlichen Exzenter über ein Wälzlager rundum angeordnete Rollen antreiben, die in den beiden Außenwellen drehbar gelagert sind. Die Gleitlagerung dieser Rollen ist gut in DE19541806 in den dortigen 2 und 3 ersichtlich – bei einem ähnlichen Getriebe dieser Bauart. In the DE19722399 a cycloidal gear train is described, which has two cycloidal ring rings of different numbers of teeth (if one equates the term "number of teeth" with "number of cycloidal arcs") and drive with an eccentric located on the central shaft via a roller bearing arranged around rollers which are rotatably mounted in the two outer shafts. The plain bearing of these rollers is good in DE19541806 in the local ones 2 and 3 apparent - in a similar transmission of this type.

Die Rollen von Zykloidengetrieben können aber auch zwischen zwei zykloidalen Kurvenringen angebracht sein, um Drehmoment zu übertragen, wie beispielsweise in der Schrift US1773568. Dort sind beide Kurvenringe konzentrisch zueinander, nur die Rollenanordnung ist exzentrisch. The roles of cycloidal gears can also be mounted between two cycloidal cam rings to transmit torque, such as in the Scriptures US1773568. There, both cam rings are concentric with each other, only the roller assembly is eccentric.

Zykloiden-Getriebe weisen gegenüber Zahnradgetrieben Vorteile bezüglich Belastbarkeit und verminderter Geräuschentwicklung auf. Um akzeptable Wirkungsgrade zu erzielen und den Verschleiß in Grenzen zu halten, ist jedoch wegen des Gleitens der druckbelasteten Rollen ein erhöhter Schmieraufwand (Ölschmierung im abgedichteten Gehäuse) erforderlich. Zwar könnte man in den Ausführungen von DE19722399 und DE19541806 jede einzelne der Rollen wie in US1773568 (dort sind es nur wenige Rollen, bei hochuntersetzenden Getrieben dagegen zahlreiche) mit einem Wälzlager ausstatten. Dies aber würde zu erhöhten Kosten und größerem Platzbedarf führen. Cycloidal transmissions have advantages over gear transmissions in terms of load capacity and reduced noise. In order to achieve acceptable efficiencies and to keep the wear within limits, however, an increased lubrication (oil lubrication in the sealed housing) is required because of the sliding of the pressure-loaded rollers. Although one could in the remarks of DE19722399 and DE19541806 every single one of the roles as in US1773568 (There are only a few roles, with high-reduction gears, however numerous) equip with a rolling bearing. But this would lead to increased costs and greater space requirements.

Die Verbreitung von Robotern für den Allgemeingebrauch wird heute durch zu hohe Kosten eingeschränkt. Dies liegt auch daran, dass Spezialteile statt genormter Teile eingesetzt werden. Eine Trennung der hochpräzisen Komponenten eines Zykloiden-Getriebes (wie Kurvenringe mit geschliffenen Kurvenprofilen) von den einfacher zu fertigenden Teilen könnte Kosten senken. Analog zu einem Wälzlager, das fertigungstechnisch kaum integraler Bestandteil einer Maschine ist, sondern zugekauft wird und in die Maschine eingebaut. The proliferation of robots for general use is today limited by excessive costs. This is also because special parts are used instead of standardized parts. Separating the high-precision components of a cycloidal gearbox (such as cam rings with ground cam profiles) from the simpler parts could cut costs. Analogous to a rolling bearing, which is hardly an integral component of a machine in terms of production technology, but is purchased and installed in the machine.

Aufgabenstellung task

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zykloiden-Stufen-Getriebe bereit zu stellen, das ohne Gleitreibung arbeitet und dadurch größtmöglichen Wirkungsgrad erzielt. Das soll ohne großen Schmieraufwand und in einer kompakten Anordnung erreicht werden. It is the object of the present invention to provide a cycloidal step transmission which operates without sliding friction and thereby achieves the greatest possible efficiency. This should be achieved without much lubrication and in a compact arrangement.

Dabei soll der funktionale Kern des Getriebes – die Untersetzung erzeugenden Komponenten in Form von Rollen und Kurvenringen – als modulares Element zur Verfügung stehen. Here, the functional core of the transmission - the gear reduction components in the form of rollers and cam rings - should be available as a modular element.

Darlegung der Erfindung Presentation of the invention

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst,
dass ein Außenring und ein dazu paralleler Innenring mit einem Achsabstand e radial zueinander stehende zykloidenparallele Querschnittsprofile aufweisen, die aus einer Epizykloide oder einer Hypozykloide abgeleitet sind, wobei sich immer eine Epizykloide mit einer Hypozykloide paart,
dass die Hauptachse des Rollenträgers einen Abstand er von der Achse des Außenringes besitzt mit er < e oder zweckmäßiger Weise er ≤ e/2,
und dass die Hauptachse des Rollenträgers zwischen der Achse des Außenrings und der Achse des Innenrings liegt,
dass die von den Kurvenprofilen geometrisch vorgegebene größtmögliche Anzahl der Rollen je nach Zykloidentyp um 1 oder um 2 von der Anzahl der Zykloidenbögen von Außenring und Innenring abweicht,
so dass die Rollen auf den Profilen von Außenring und Innenring zumindest abschnittsweise im Wesentlichen – und bestenfalls gleitreibungsfrei – abwälzbar sind.
This object is achieved in conjunction with the features of the preamble of claim 1, characterized
an outer ring and a parallel inner ring with a center distance e have radially parallel cycloidal cross-sectional profiles derived from an epicycloid or a hypocycloid, always pairing an epicycloid with a hypocycloid,
that the main axis of the roller carrier has a distance e r from the axis of the outer ring with e r <e or expediently e r ≤ e / 2,
and that the main axis of the roller carrier is between the axis of the outer ring and the axis of the inner ring,
that the maximum number of rollers geometrically specified by the curve profiles deviates from the number of cycloidal arcs of the outer ring and inner ring by 1 or by 2, depending on the type of cycloolide,
so that the rollers on the profiles of the outer ring and inner ring at least partially substantially - and at best friction friction - can be rolled off.

Aus den Unteransprüchen 4 bis 6 lässt sich weiterbilden, dass
das beschriebene Kupplungselement als funktionaler Kern von Zykloiden-Stufen-Getrieben ansonsten bekannter Bauart einsetzbar ist.
From the subclaims 4 to 6 can be further developed that
the coupling element described can be used as a functional core of cycloid-stage gears otherwise known type.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Es zeigen: Show it:

1, 2 Querschnitte durch eine Zykloidengetriebestufe nach Stand der Technik, 1 . 2 Cross sections through a cycloid gear stage according to the prior art,

3 bis 5 Querschnitte durch ein erfindungsgemäßes Kupplungselement in Zykloidengetrieben für unterschiedliche Zykloidentypen, 3 to 5 Cross sections through a coupling element according to the invention in cycloid gears for different cycloid types,

6 die Explosionszeichnung eines erfindungsgemäßen Kupplungselements, 6 the exploded view of a coupling element according to the invention,

7, 8 den Zusammenbau zweier solcher verbindbaren Kupplungselemente, 7 . 8th the assembly of two such connectable coupling elements,

9 die Explosionszeichnung eines erfindungsgemäßen Doppel-Kupplungselements, 9 the exploded view of a double coupling element according to the invention,

10, 11 Längsschnitte durch unterschiedliche Zykloiden-Stufen-Getriebe mit erfindungsgemäßem Doppelkupplungselement, 10 . 11 Longitudinal sections through different cycloid-step gears with inventive dual-clutch element,

12 den Schnitt durch ein Robotergelenk mit Zykloiden-Stufen-Getriebe der erfindungsgemäßen Bauart, 12 the section through a robot joint with cycloid step transmission of the type according to the invention,

13, 14 Querschnitte durch ein erfindungsgemäßes Kupplungselement betreffend Wirkungsgradoptimierung. 13 . 14 Cross sections through an inventive coupling element regarding efficiency optimization.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungen Detailed description of preferred embodiments

Die unter „Stand der Technik“ angeführte Schrift DE19722399 beschreibt ein Zykloiden-Stufen-Getriebe, bei dem die Form des Kurvenrings für jede Stufe entweder von einer Epi- oder von einer Hypozykloide abgeleitet ist. Die 1 und 2 sind Nachbildungen aus dieser Schrift. Hier überträgt das zu der Epizykloide 1 oder zu der Hypozykloide 11 äquidistante Profil 2, 12 des Kurvenringes 3, 13 abwälzend Drehmoment auf die Rollen 4, 14 und von denen auf einen Rollenträger 5, 15, der in diesen Schriften mit je einer der beiden gegeneinander langsam laufenden Anschlusswellen starr verbunden ist und an dem die Rollen gleitend gelagert sind. Die Anzahl der möglichen Rollenpositionen ist bei der Epizykloide 1 immer um 1 größer als die Anzahl der Zykloidenbögen und bei der Hypozykloide 11 immer um 1 kleiner. Der Kurvenring 3, 13 ist mit ein Wälzlager 6, 16 auf einem Exzenter 7, 17 drehbar gelagert, der ein Teil der schnell rotierenden Zentralwelle 8, 18 darstellt. Die Zentralwelle wird gegen den Rollenträger 5, 15 über ein weiteres Wälzlager (hier nicht dargestellt) in konzentrischer Lage abgestützt. Rotation der Zentralwelle und damit des Exzenters versetzt den Kurvenring 3, 13 infolge des Zwanges, sich an die von den Rollen 4, 14 vorgegebene Kontur anzupassen, in einen schwingenden und langsam rotierenden Zustand. Die Exzentrität e des Exzenters entspricht dabei der Schwingungsamplitude. The font cited under "state of the art" DE19722399 describes a cycloidal gear train in which the shape of the cam ring for each stage is derived from either an epi or a hypocycloid. The 1 and 2 are replicas of this font. Here it transmits to the epicycloid 1 or to the hypocycloids 11 equidistant profile 2 . 12 of the curve ring 3 . 13 rolling off torque on the rollers 4 . 14 and of those on a roller carrier 5 . 15 , which is rigidly connected in these writings with one of the two mutually slow running connection shafts and on which the rollers are slidably mounted. The number of possible role positions is at the epicycloid 1 always 1 greater than the number of cycloidal arcs and the hypocycloids 11 always smaller by 1 The curve ring 3 . 13 is with a rolling bearing 6 . 16 on an eccentric 7 . 17 rotatably mounted, which is part of the fast rotating central shaft 8th . 18 represents. The central shaft is against the roller carrier 5 . 15 via a further rolling bearing (not shown here) supported in a concentric position. Rotation of the central shaft and thus the eccentric offset the cam ring 3 . 13 as a result of the constraint, to those of the roles 4 . 14 adapt the given contour to a vibrating and slowly rotating state. The eccentricity e of the eccentric corresponds to the vibration amplitude.

(Kurven äquidistant zu Zykloiden werden im Weiteren auch als Zykloidenparallele bezeichnet.) (Curves equidistant to cycloids are also referred to below as the cycloid parallel.)

Die 3, 4 und 5 zeigen ein so genanntes Kupplungselement, das im Wesentlichen dieselbe Funktion hat wie die Ausführungen in den 1 und 2, jedoch Gleitreibung zwischen hochbelasteten Komponenten vermeidet und dadurch im Gegensatz zum Stand der Technik zu einem energetisch sehr effizienten Betrieb führt. Der Begriff „Kupplungselement“ für die Anordnung wurde zweckmäßiger und anschaulicher Weise deshalb gewählt, weil Drehmoment zwischen zwei Wellen übertragen wird, ähnlich wie bei einer Oldham-Kupplung. Dass die Wellen – wie zu erwarten – ungleiche Winkelgeschwindigkeiten haben, ist nicht aussergewöhnlich – zu sehen bei einem Kreuzgelenk zur Verbindung zweier nicht paralleler Wellen. The 3 . 4 and 5 show a so-called coupling element, which has substantially the same function as the embodiments in FIGS 1 and 2 , but avoids sliding friction between highly loaded components and thereby leads in contrast to the prior art to an energetically very efficient operation. The term "coupling element" for the arrangement has been expediently and illustratively chosen because torque is transmitted between two shafts, similar to an Oldham coupling. That the waves - as expected - have unequal angular velocities is not unusual - seen in a universal joint to connect two non-parallel waves.

Das Kupplungselement besteht aus einem Innenring 21, 31, 41 mit zykoidenparallelem Querschnittsprofil wie beim Kurvenring 3, 13 in den 1 und 2, einem Außenring 22, 32, 42, der an seiner radialen Innenseite ein zykloidenparalleles Querschnittsprofil aufweist, und der den Rollenträger 5, 15 aus den 1 und 2 ersetzt, sowie aus Rollen 23, 33, 43 in einem Rollenträger 24, 34, 44, hier symbolisiert mit eine Kreis durch die Rollenachsen. Die Anzahl der möglichen Rollenpositionen zr ist bei der Ausführung in 3 immer um 1 größer als die Zähnezahl zi des Innenrings und um 1 kleiner als die Zähnezahl za des Außenrings, in 4 ist es umgekehrt. In 5 dagegen beträgt diese Differenz 2, dort erstreckt sich jeder Zykloidenbogen 46 über 2 Zähne jedes Kurvenringes. The coupling element consists of an inner ring 21 . 31 . 41 with zykoidenparallelem cross-sectional profile as in the cam ring 3 . 13 in the 1 and 2 an outer ring 22 . 32 . 42 , which has a cycloid-parallel cross-sectional profile on its radially inner side, and the roller carrier 5 . 15 from the 1 and 2 replaced, as well as roles 23 . 33 . 43 in a roll carrier 24 . 34 . 44 , symbolized here with a circle through the roller axes. The number of possible role positions z r is at execution in 3 always 1 greater than the number of teeth z i of the inner ring and smaller by 1 than the number of teeth Z A of the outer ring, in 4 it is the other way around. In 5 on the other hand, this difference is 2, where each cycloid arc extends 46 over 2 teeth of each cam ring.

Die Kurvenform des Außenrings 22, 32, 42 ist eine Zykloidenparallele zur Epizykloide 25, 35, 45 oder Hypozykloide 26, 36, 46, ebenso die des Innenrings 21, 31, 41. Einem Innenring aus einer Epizykloide steht radial immer ein Außenring aus einer Hypozykloide gegenüber und umgekehrt. Der Innenring 21, 31, 41 weist gegen den Außenring 22, 32, 33 eine Exzentrität e auf, der Rollenträger 24, 34, 44 dagegen eine Exzentrität er mit er < e, wobei die Hauptachse des Rollenträgers immer zwischen der Achse des Außenrings und der Achse des Innenrings liegt. The curve shape of the outer ring 22 . 32 . 42 is a cycloid parallel to epicycloids 25 . 35 . 45 or hypocycloids 26 . 36 . 46 , as well as the inner ring 21 . 31 . 41 , An inner ring of an epicycloid is always radially opposite an outer ring of a hypocycloid and vice versa. The inner ring 21 . 31 . 41 points against the outer ring 22 . 32 . 33 an eccentricity e, the roller carrier 24 . 34 . 44 an eccentricity e r with e r <e, where the main axis of the roller carrier is always between the axis of the outer ring and the axis of the inner ring.

Betrachtet man Außenring 22, 32, 42 und Innenring 21, 31, 41 (in den 3 bis 5) als zwei parallele Wellen mit einem Achsabstand e, die ortsfest sind, aber jede um ihre Achse drehbar gelagert, ergibt sich durch die beschriebene Kopplung für den Innenring eine um den Faktor za/zi geänderte Drehzahl im Vergleich zu der des Außenrings (Drehrichtung unberücksichtigt). Looking at outer ring 22 . 32 . 42 and inner ring 21 . 31 . 41 (in the 3 to 5 ) as two parallel shafts with a center distance e, which are stationary, but each mounted rotatably about its axis, results from the described coupling for the inner ring by the factor z a / z i changed speed compared to that of the outer ring (direction of rotation disregarded).

6 zeigt die Einzelteile des Kupplungselements vor dem Zusammenbau. Der zweiteilige Rollenträger 54, der die Rollen 53 beidseitig trägt, fungiert als axiale Verliersicherung der Rollen und unterstützt deren äquidistante Positionierung. Zwischen dem Rollenträger und den Rollen tritt nur geringfügige Gleitreibung auf, ähnlich wie bei dem Lagerkäfig eines Wälzlagers. 6 shows the items of the coupling element prior to assembly. The two-part role carrier 54 , the roles 53 carries on both sides, acts as axial captive securing of the rollers and supports their equidistant positioning. Between the roller carrier and the rollers only minor sliding friction occurs, similar to the bearing cage of a rolling bearing.

Die Verbindung zweier Kupplungselemente der beschriebenen Art führt zum funktionalen Kern eines Zykloiden-Stufen-Getriebes. Dabei sind wie in den Schriften DE19541806 und DE19722399 Kupplungselemente mit gegeneinander unterschiedlichen Zähnezahlen einzusetzen. In 7 werden dafür die Kupplungselemente 61, 62 über einen Verbindungsring 63 starr und konzentrisch miteinander verbunden, ebenso beide Außenringe 66, 67 mit je einer als Hohlzylinder ausgeführten Anschlusswelle 68, 69 des Getriebes. The connection of two coupling elements of the type described leads to the functional core of a cycloid-stage transmission. Here are as in the scriptures DE19541806 and DE19722399 Use coupling elements with mutually different numbers of teeth. In 7 Be the coupling elements 61 . 62 via a connecting ring 63 rigid and concentric with each other, as well as both outer rings 66 . 67 each with a connecting shaft designed as a hollow cylinder 68 . 69 of the transmission.

Die starre Verbindung der beiden Innenringe 64, 65 mit dem Verbindungsring 63 läßt sich fertigungstechnisch durch Verpressen oder durch Verkleben (mit Hilfe einer Zentriervorrichtung) erreichen, ebenso der Außenringe 66, 67 mit den Anschlusswellen 68, 69. Dünnschichtige Verklebung mit einer Vergussmasse beinhaltet durch die im Wesentlichen starre Verbindung natürlich Drehsteifigkeit und wirkt daneben schalldämmend. The rigid connection of the two inner rings 64 . 65 with the connecting ring 63 can be achieved by injection molding or by bonding (using a centering device), as well as the outer rings 66 . 67 with the connecting shafts 68 . 69 , Thin-layer bonding with a potting compound naturally involves torsional stiffness due to the essentially rigid connection and, in addition, acts sound-absorbing.

Die drehsteife Verbindung ist erforderlich, weil der Haupt-Drehmomentenfluss des Getriebes nach dem Zusammenbau jedenfalls von der ersten Anschlusswelle 68 zum Außenring 66, von dort zum Innenring 64 führt, weiters über den Verbindungsring 63 zum anderen Innenring 65, dann zum Außenring 67 und schließlich zur zweiten Anschlusswelle 69 (oder umgekehrt). The torsionally stiff connection is required because the main torque flow of the transmission after assembly in any case from the first connection shaft 68 to the outer ring 66 , from there to the inner ring 64 leads, further over the connecting ring 63 to the other inner ring 65 , then to the outer ring 67 and finally to the second connection shaft 69 (or the other way around).

Dem klassischen Maschinenbau entspricht die Ausführung einer drehsteifen Verbindung in 8: Kerbverzahnungen. Diese Lösung erhöht aber den Fertigungsaufwand für die Kupplungselemente. The classic mechanical engineering corresponds to the execution of a torsionally stiff connection in 8th : Serrations. However, this solution increases the manufacturing cost of the coupling elements.

Eine andere drehsteife – aber nicht starre – Verbindungs-Ausführung von zwei Innenringen zweier Kupplungselemente ist dann erforderlich, wenn die Innenringe zueinander nicht konzentrisch sind, etwa wegen eines exzentrischen 180°-Versatzes der Innenringe. Ein geeignetes Verbindungselement wäre beispielsweise eine Oldham-Kupplung. Dieser zusätzliche Aufwand und der erhöhte Platzbedarf sprechen aber gegen eine solche Ausführung. Another torsionally rigid - but not rigid - connection execution of two inner rings of two coupling elements is required when the inner rings are not concentric with each other, for example because of an eccentric 180 ° offset of the inner rings. A suitable connecting element would be, for example, an Oldham coupling. However, this additional effort and the increased space requirements speak against such an embodiment.

Zwei (einreihige) Kupplungselemente bilden nach dem Zusammenbau ein so genanntes Doppel-Kupplungselement. Im Hinblick auf kostengünstige Massenfertigung und gut organisierbare Präzision zeigt die 9 ein komplettes Doppel-Kupplungselement vor dem Zusammenbau. Der Herstellungsaufwand dafür bewegt sich in der Größenordnung eines zweireihigen Wälzlagers. Der Hauptunterschied zu der Ausführung in 7 liegt in der Integration des Verbindungsrings 63 (dort) in einen der Innenringe (hier). Das ist der Innenring 72, der in den Innenring 71 eingepresst wird (oder eingeklebt). Daneben weisen je zwei Hälften 74, 75 der beiden Rollenträger 76, 77 erweiterterte Innendurchmesser auf, damit sie auch nach dem Verpressen der beiden Innenringe über den kleineren Innenring geschoben werden können (Montagereihenfolge). Two (single row) coupling elements form a so-called double coupling element after assembly. With regard to cost-effective mass production and well organized precision shows the 9 a complete double coupling element before assembly. The manufacturing cost for this moves in the order of a double row rolling bearing. The main difference to the execution in 7 lies in the integration of the connecting ring 63 (there) in one of the inner rings (here). This is the inner ring 72 in the inner ring 71 is pressed (or glued). In addition, each have two halves 74 . 75 the two roller carriers 76 . 77 extended inside diameter, so that they can be pushed over the smaller inner ring even after pressing the two inner rings (mounting order).

Die Ausführung eines kompletten Zykloiden-Stufen-Getriebes ist in 10 ersichtlich. Es besteht aus zwei konzentrischen Anschlusswellen 81, 82, die über ein 4-Punkt-Lager 83 gegeneinander drehbar sind und, darin mit seinen Außenringen 84, 85 konzentrisch mit einer Klebemasse 86 verklebt, einem Doppel-Kupplungselement 87 wie in 9. Es besteht weiters – konzentrisch zu den Anschlusswellen 81, 82 – aus einer schnell laufenden Anschlusswelle oder Zentralwelle 88 mit einem Exzenter 89, der über zwei Wälzlager 90 den Innenring 91 des Doppel-Kupplungselements 87 treibt. Und schließlich aus zwei Ausgleichsmassen 92 zur Unwuchtbeseitigung, mit je einem Pressbolzen 93 starr mit der Zentralwelle 88 verbunden, sowie zwei Wälzlagern 94, konzentrisch zu den Anschlusswellen, über je einen Lagerträger 95, 96, mit den Anschlusswellen 81, 82 verbunden. Wobei die Wälzlager 94 und die Lagerträger 95, 96 der Abstützung der Zentralwelle 88 gegen die Exzenterkräfte dienen. The execution of a complete cycloid gear is in 10 seen. It consists of two concentric connecting shafts 81 . 82 that have a 4-point bearing 83 are rotatable against each other and, in it with its outer rings 84 . 85 concentric with an adhesive 86 glued, a double coupling element 87 as in 9 , It also exists - concentric with the connecting shafts 81 . 82 - from a fast-running connection shaft or central shaft 88 with an eccentric 89 that has two rolling bearings 90 the inner ring 91 of the double coupling element 87 drives. And finally two balancing weights 92 for unbalance removal, each with a press stud 93 rigid with the central shaft 88 connected, as well as two rolling bearings 94 , concentric with the connection shafts, each with a bearing bracket 95 . 96 , with the connecting shafts 81 . 82 connected. Where are the bearings 94 and the bearing carriers 95 . 96 the support of the central shaft 88 serve against the eccentric forces.

Eine andere Getriebeausführung mit Doppel-Kupplungselement zeigt die 11. Die Abstützung der Zentralwelle 108 gegen die Anschlusswellen 102, 103 erfolgt dort mit zwei weiteren Kupplungselementen 114, 115 der beschriebenen Bauart über zwei zusätzliche Exzenter 112, 113 auf der Zentralwelle, die gegenüber dem zweiteiligen Exzenter 109 um 180° verdreht sind. Jedes Kupplungselement 114, 115 weist dabei die gleichen Kurvenringprofile (innen und außen) auf wie die jeweils benachbarten Kurvenringe des Doppel-Kupplungselements 107. Die Kupplungselemente 114, 115 sind schmäler dimensioniert als die des Doppel-Kupplungselements 107, weil sie zum Haupt-Drehmomentenfluss nicht beitragen (müssen). Another transmission version with double coupling element shows the 11 , The support of the central shaft 108 against the connection waves 102 . 103 takes place there with two other coupling elements 114 . 115 the type described above two additional eccentric 112 . 113 on the central shaft, facing the two-piece eccentric 109 rotated by 180 °. Each coupling element 114 . 115 in this case has the same cam profile (inside and outside) as the respective adjacent cam rings of the double coupling element 107 , The coupling elements 114 . 115 are dimensioned smaller than that of the double coupling element 107 because they do not (have to) contribute to the main torque flow.

Durch diese Anordnung reduziert sich die Unwucht des Systems, eine Ausgleichsmasse kann kleiner ausfallen als die in 10. By this arrangement, the imbalance of the system is reduced, a balancing weight may be smaller than that in 10 ,

Eine letzte Getriebeausführung – hier als Antrieb eines Robotergelenks mit einem in die Zentralwelle 121 integrierten Außenläufermotor – zeigt die 12, worin die Außenringe 122, 123 zweier Kupplungselemente 124, 125 aus Platzgründen in die Anschlusswellen 126, 127 integriert sind. (Obwohl nicht viel Platz gewonnen wurde, war die Aufgabe, einen bestimmten Außendurchmesser des Getriebes nicht zu überschreiten.) Fertigungstechnisch ist diese Integration ungünstiger, weil der Zugang von Fräsköpfen oder dergleichen in eine längliche Hohlwelle Probleme mit sich bringt. Ebenso ist eine ggf. gewünschte Verschweissung der Roboterarme 128, 129 an die Anschlusswellen 126, 127, die hier ja hochpräzise Kurvenprofile tragen, wegen möglichem Materialverzug problematisch. A final gearbox version - here as a drive of a robot joint with one in the central shaft 121 integrated external rotor motor - shows the 12 in which the outer rings 122 . 123 two coupling elements 124 . 125 for reasons of space in the connecting shafts 126 . 127 are integrated. (Although not much space was gained, the task was not to exceed a certain outer diameter of the transmission.) Manufacturing technology, this integration is less favorable, because the access of milling heads or the like in an elongated hollow shaft brings problems. Likewise, a possibly desired welding of the robot arms 128 . 129 to the connection shafts 126 . 127 , which carry here indeed high-precision curve profiles, problematic because of possible material delay.

Die Rollenträger 130, 131 der Kupplungselemente sind aus Montagegründen einseitig und dadurch einteilig ausgeführt. The roller carriers 130 . 131 the coupling elements are one-sided for assembly reasons and thus made in one piece.

Wie bereits erwähnt und aus unzähligen Schriften ersichtlich, beruht die Über-/Untersetzungswirkung von Differenzialgetrieben auf der Differenz von Zahnrad-Zähnezahlen. So auch bei Zykloiden-Getrieben. As already mentioned and can be seen from countless documents, the over / Untersetzungswirkung of differential gears based on the difference of gear teeth. So also with cycloid transmissions.

Zwei innen verbundene Kupplungselemente gemäß 3 mit

zi1
Zähnezahl Innenring 1 (= Anzahl der Zykloidenbögen von Innenring 1),
zr1
Anzahl der möglichen Rollenpositionen von Rollenträger 1,
za1
Zähnezahl Außenring 1,
zi2
Zähnezahl Innenring 2,
zr2
Anzahl der möglichen Rollenpositionen von Rollenträger 2,
za2
Zähnezahl Außenring 2
und der Bedingung zi1 < zi2 besitzen durch eine (meist anzustrebende) Minimaldifferenz von 1 zwischen allen z mit Index 1 und allen z mit Index 2 ein größt-/kleinstmögliches Über-/Untersetzungsverhältnis ü bzw. u von
Figure DE102015120240B3_0002
Two internally connected coupling elements according to 3 With
z i1
Number of teeth inner ring 1 (= number of cycloid arcs of inner ring 1),
z r1
Number of possible roller positions of roller carrier 1,
z a1
Number of teeth outer ring 1,
z i2
Number of teeth inner ring 2,
z r2
Number of possible roller positions of roller carrier 2,
z a2
Number of teeth outer ring 2
and the condition z i1 <z i2 have by a (usually aspired) minimum difference of 1 between all z with index 1 and all z with index 2 a maximum / smallest possible O / D ratio ü or u of
Figure DE102015120240B3_0002

(Bezogen auf den Außenring jenes Kupplungselements mit der kleineren Zähnezahl als Referenz, andernfalls +/–1, wobei +1 für die Anordnung in 3 gilt und –1 für die Anordnung in 4.) (Refer to the outer ring of that coupling element with the smaller number of teeth as a reference, otherwise +/- 1, where +1 for the arrangement in 3 applies and -1 for the arrangement in 4 .)

Für zwei innen verbundene Kupplungselemente gemäß 5 gilt dagegen

Figure DE102015120240B3_0003
For two internally connected coupling elements according to 5 against it
Figure DE102015120240B3_0003

Durch die Multiplikation der Zähnezahlen ergibt sich ein annähernd quadratischer Zusammenhang zwischen Zähnezahlen und Untersetzungsverhältnis, was höchste Übersetzungsverhältnisse mit relativ kleinen Zähnezahlen ermöglicht. By multiplying the numbers of teeth results in an approximately square relationship between numbers of teeth and reduction ratio, which allows highest ratios with relatively small numbers of teeth.

Die 13 zeigt die bei Last auftretenden Normalkräfte F auf eine (141) der Rollen in einer Anordnung wie in 3. Durch die konstruktive Wahl der Exzentritäten e zwischen Außenring 142 und Innenring 143 sowie er zwischen Außenring und Rollenträger 144 ergibt sich für er = e/2 in den Rollenberührungspunkten – den Spitzen der Kraftpfeile F – Parallelität zwischen den zykloidenparallelen Konturen von Außenring und Innenring. Dies gilt unter dieser Voraussetzung für alle Rollen der Anordnung, wie die Tangentenpaare T1 bis T3 beispielhaft zeigen. Dadurch bleibt der Rollenträger 144, symbolisiert mit einen Kreis durch die Rollenachsen, praktisch kräftefrei. The 13 shows the normal forces F occurring under load on a ( 141 ) of the rollers in an arrangement as in 3 , By the constructive choice of the eccentricities e between outer ring 142 and inner ring 143 and e r between outer ring and roller carrier 144 results for e r = e / 2 in the roller contact points - the tips of the force arrows F - parallelism between the cycloid-parallel contours of outer ring and inner ring. This applies under this condition for all the rolls of the assembly, as the tangent pairs T 1 to T 3 as an example. This leaves the roll carrier 144 , symbolized by a circle through the roller axes, virtually free of forces.

Damit die Rollen bei ihrer Bewegung gleitreibungsfrei bleiben, ist es erforderlich, dass die im Betrieb zurückgelegten Rollwege auf den Querschnittsprofilen von Außenring und Innenring gleich groß sind. Genauer gesagt, müssen beispielsweise die Abschnitte 145 und 146 beider Zykloidenparalleler zwischen zwei Scheiteln gleiche Länge aufweisen. Dies trifft aber nur näherungsweise zu, bei den vorliegenden Dimensionen beträgt die Abweichung ca. 4%. Wird aber berücksichtigt, dass während jeder Drehung der Zentralwelle höchstens die Hälfte die Rollen unter Last stehen, und unbelastete Rollen ohne Wirkungsgradminderung gleiten dürfen, halbiert sich diese Abweichung. In den Ausführungen der 4 und 5 des Kupplungselements reduziert sich die schädliche Abweichung weiter – auf etwas mehr als ein Viertel der 4%, weil die Rollen nicht rundum tragen. In order for the rollers to remain free of sliding friction during their movement, it is necessary that the rolling paths covered during operation are the same on the cross-sectional profiles of the outer ring and inner ring. More precisely, for example, the sections 145 and 146 both Cycloidparalleler between two vertices have the same length. However, this is only approximately true, with the existing dimensions, the deviation is about 4%. However, if it is taken into account that during each rotation of the central shaft at most half the rollers are under load, and unstressed rollers are allowed to slide without reducing efficiency, this deviation is halved. In the remarks of the 4 and 5 the coupling element reduces the harmful deviation further - to just over a quarter of 4%, because the rollers do not carry around.

Schlupf, also Gleitreibung durch ungleiche Abrollwege, wird mit einer Anordnung wie in 14 gänzlich vermieden: Wählt man bei der Konstruktion er < e/2, existiert eine Lösung, mit gleichen Abrollwegen: Die Zykloidenparallele des Außenrings 151 ist dann flacher und die des Innenrings 152 spitzer als in 13. Die Tangentenpaare T4 bis T6 stehen aber nicht mehr parallel, sondern im spitzen Winkel zueinander. Dadurch heben sich die Normalkräfte F nicht mehr auf, wie in 13, sondern verursachen eine Resultierende R ungleich Null. Wodurch eine Belastung auf den Rollenträger 153 auftritt, wenn die Resultierende R nicht durch Haftreibung zwischen Rolle und den nunmehr keilförmigen Berührungsebenen – ensprechend T4 bis T6 – kompensiert wird. Slip, so sliding friction by uneven rolling paths, with an arrangement as in 14 Completely avoided: If one chooses e r <e / 2 in the construction, there exists a solution with the same rolling paths: the cycloid parallel of the outer ring 151 is then flatter and the inner ring 152 sharpener than in 13 , The tangent pairs T 4 to T 6 are no longer parallel but at an acute angle to each other. As a result, the normal forces F no longer cancel, as in 13 but cause a resultant R nonzero. Which puts a burden on the reel wearer 153 occurs when the resultant R is not compensated by static friction between the roller and the now wedge-shaped contact planes - according to T 4 to T 6 -.

In die 14 sind 3 Keilwinkel eingezeichnet, von denen der größte 2·arctan(μr) – mit μr als Haftreibungskoeffizient der eingesetzten Materialpaarung – nicht überschreiten darf. Das ist für Stahl auf Stahl, geschmiert ca. 0,05, entsprechend einem Keilwinkel von ca. 5°. In the 14 3 wedge angle are drawn, the largest of which 2 · arctan (μ r) - may not exceed - with μ r as a static friction coefficient of the material combination used. This is for steel on steel, lubricated about 0.05, corresponding to a wedge angle of about 5 °.

Eine Lösung wäre ein Kompromiss aus 13 und 14, bei dem man er so wählt, dass der Haftgrenzwinkel gerade nicht überschritten wird. Den verbleibenden Restschlupf kann man durch geringfügiges Spiel zwischen Rollen und Rollenträger oder durch einen leicht elastischen Rollenträger (Kunststoff) verhindern. Der Positionsausgleich erfolgt dann immer im Bereich der unbelasteten Rollen. A solution would be a compromise 13 and 14 in which one chooses e r so that the adhesion limit angle is not exceeded. The remaining residual slip can be prevented by slight play between rollers and roller carriers or by a slightly elastic roller carrier (plastic). The position compensation then always takes place in the area of the unloaded rollers.

Eine andere Lösung wäre eine schmierelose Ausführung mit ausreichendem Haftgrenzwinkel – wie in 14 gegeben, wobei die Rollen in einem Rollenträger beispielsweise aus Teflon drehbar gelagert sind. Another solution would be a lubricationless design with sufficient adhesion limit - as in 14 given, the rollers are rotatably mounted in a roller carrier, for example made of Teflon.

Ein Getriebe mit den beschriebenen Kupplungselementen ist mit Gleitreibung vorwiegend formschlüssig, in Ausführungen mit Tangentenpaaren T4 bis T6 unterhalb des Haftgrenzwinkels jedoch auch kraft- bzw. reibschlüssig. A transmission with the described coupling elements is predominantly positively to sliding friction, but also non-positively in designs with pairs tangent T 4 to T 6 below the adhesive limit angle or frictionally.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Epizykloide epicycloid
2 2
zykloidenparalleles Profil cycloid-parallel profile
3 3
Kurvenring cam ring
4 4
Rollen roll
5 5
Rollenträger roller carrier
6 6
Wälzlager roller bearing
7 7
Exzenter eccentric
8 8th
schnell rotierende Anschlusswelle, Zentralwelle fast rotating connecting shaft, central shaft
11 11
Hypozykloide Hypozykloide
12 12
zykloidenparalleles Profil cycloid-parallel profile
13 13
Kurvenring cam ring
14 14
Rollen roll
15 15
Rollenträger roller carrier
16 16
Wälzlager roller bearing
17 17
Exzenter eccentric
18 18
schnell rotierende Anschlusswelle, Zentralwelle fast rotating connecting shaft, central shaft
21 21
Innenring inner ring
22 22
Außenring outer ring
23 23
Rollen roll
24 24
Rollenträger roller carrier
25 25
Epizykloide epicycloid
26 26
Hypozykloide Hypozykloide
31 31
Innenring inner ring
32 32
Außenring outer ring
33 33
Rollen roll
34 34
Rollenträger roller carrier
35 35
Epizykloide epicycloid
36 36
Hypozykloide Hypozykloide
41 41
Innenring inner ring
42 42
Außenring outer ring
43 43
Rollen roll
44 44
Rollenträger roller carrier
45 45
Epizykloide epicycloid
46 46
Hypozykloide Hypozykloide
51 51
Innenring inner ring
52 52
Außenring outer ring
53 53
Rollen roll
54 54
Rollenträger beidseitig Roller carrier on both sides
61 61
Kupplungselement coupling member
62 62
Kupplungselement coupling member
63 63
Verbindungsring connecting ring
64 64
Innenring inner ring
65 65
Innenring inner ring
66 66
Außenring outer ring
67 67
Außenring outer ring
68 68
Anschlusswelle connecting shaft
69 69
Anschlusswelle connecting shaft
71 71
Innenring inner ring
72 72
Innenring mit Verbindungsring Inner ring with connecting ring
73 73
Verbindungsring des Innenrings Connecting ring of the inner ring
81 81
Anschlusswelle connecting shaft
82 82
Anschlusswelle connecting shaft
83 83
4-Punkt-Lager 4-point bearings
84 84
Außenring outer ring
85 85
Außenring outer ring
86 86
Klebemasse adhesive
87 87
Doppel-Kupplungselement Double-coupling element
88 88
Anschlusswelle, Zentralwelle Connecting shaft, central shaft
89 89
Exzenter eccentric
90 90
Wälzlager roller bearing
91 91
Innenring inner ring
92 92
Ausgleichsmasse Leveling compound
93 93
Wälzlager roller bearing
94 94
Wälzlager roller bearing
95 95
Lagerträger bearing bracket
96 96
Lagerträger bearing bracket
101 101
Anschlusswelle connecting shaft
102 102
Anschlusswelle connecting shaft
103 103
4-Punkt-Lager 4-point bearings
104 104
Außenring outer ring
105 105
Außenring outer ring
106 106
Klebemasse adhesive
107 107
Doppel-Kupplungselement Double-coupling element
108 108
Anschlusswelle, Zentralwelle Connecting shaft, central shaft
109 109
Exzenter eccentric
110 110
Wälzlager roller bearing
111 111
Innenring inner ring
112 112
Exzenter eccentric
113 113
Exzenter eccentric
114 114
Kupplungselement coupling member
115 115
Kupplungselement coupling member
121 121
Anschlusswelle, Zentralwelle Connecting shaft, central shaft
122 122
Außenring outer ring
123 123
Außenring outer ring
124 124
Kupplungselement coupling member
125 125
Kupplungselement coupling member
126 126
Anschlusswelle connecting shaft
127 127
Anschlusswelle connecting shaft
128 128
Roboterarm robot arm
129 129
Roboterarm robot arm
130 130
Rollenträger einseitig Roller carrier unilaterally
131 131
Rollenträger einseitig Roller carrier unilaterally
132 132
Innenringe, starr verbunden Inner rings, rigidly connected
141 141
Rolle (beispielhaft) Role (exemplary)
142 142
Außenring outer ring
143 143
Innenring inner ring
144 144
Rollenträger roller carrier
151 151
Außenring outer ring
152 152
Innenring inner ring
153 153
Rollenträger roller carrier
e e
Abstand zweier Wellen, Exzentrität zwischen Außenring und Innenring Distance between two shafts, eccentricity between outer ring and inner ring
er e r
Exzentrität zwischen Außenring und Rollenträger Eccentricity between outer ring and roller carrier
F F
Kräfte personnel
R R
Resultierende Kraft Resulting power
Ti T i
Tangentenpaare tangent couples

Claims (10)

Kupplungselement für zwei parallele Wellen konstanten Achsabstandes in Zykloidengetrieben, umfassend – einen Außenring (22, 32, 42, 52) mit einem kurvenförmigen Innenprofil, – einen Innenring (21, 31, 41, 51) mit einem kurvenförmigen Außenprofil, – einen Rollenträger (24, 34, 44, 54) mit einer Mehrzahl kreisförmig angeordneter Rollen (23, 33, 43, 53) radial zwischen Außenring und Innenring, wobei die Rollen im Rollenträger (24, 34, 44, 54) drehbar gelagert sind, und zeitlich abhängig zumindest ein Teil der Rollen das Innenprofil des Außenrings und das Außenprofil des Innenrings paarweise berührt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Achsen von Außenring (22, 32, 42, 52) und Innenring (21, 31, 41, 51) parallel sind und im Abstand e zueinander stehen, – Außenring und Innenring eine starre und konzentrische Verbindung mit je einer der beiden zu verbindenden Wellen aufweisen, – der Außenring ein radial nach innen gewandtes zykloidenparalleles Kurvenprofil aufweist und der Innenring ein radial nach außen gewandtes zykloidenparalleles Kurvenprofil, wobei die profilerzeugenden Zykloiden Epizykloiden (25, 35, 45) oder Hypozykloiden (26, 36, 46) sind und dem Profil einer Epizykloide immer das Profil eine Hypozykloide radial gegenüber steht, – die Hauptachse des Rollenträgers (24, 34, 44, 54) zur Achse des Außenrings einen Abstand er aufweist mit er < e; – die Hauptachse des Rollenträgers zwischen der Achse des Außenrings und der Achse des Innenrings liegt, – sich zwischen beiden zu verbindenden Wellen im Betrieb betragsmäßig ein Drehzahlverhältnis von za/zi einstellt, wenn beide Wellen ortsfest gelagert sind, – zeitlich abhängig zumindest ein Teil der Rollen (23, 33, 43, 53) auf den Kurvenprofilen von Außenring (22, 32, 42, 52) und Innenring (21, 31, 41, 51) im Wesentlichen abwälzbar sind. Coupling element for two parallel shafts constant center distance in cycloidal gears, comprising - an outer ring ( 22 . 32 . 42 . 52 ) with a curved inner profile, - an inner ring ( 21 . 31 . 41 . 51 ) with a curved outer profile, - a roller carrier ( 24 . 34 . 44 . 54 ) with a plurality of circularly arranged rollers ( 23 . 33 . 43 . 53 ) radially between outer ring and inner ring, wherein the rollers in the roller carrier ( 24 . 34 . 44 . 54 ) are rotatably mounted, and temporally dependent at least a part of the rollers, the inner profile of the outer ring and the outer profile of the inner ring in pairs, characterized in that - the axes of outer ring ( 22 . 32 . 42 . 52 ) and inner ring ( 21 . 31 . 41 . 51 ) are parallel and at a distance e to each other, - outer ring and inner ring have a rigid and concentric connection with one of the two shafts to be connected, - the outer ring has a radially inwardly facing cycloid-parallel curve profile and the inner ring a radially outwardly facing cycloid-parallel curve profile , where the profiling cycloids are epicycloids ( 25 . 35 . 45 ) or hypocycloids ( 26 . 36 . 46 ) and the profile of an epicycloid is always the profile of a hypocycloid radially opposite, - the main axis of the roller carrier ( 24 . 34 . 44 . 54 ) has a distance e r to the axis of the outer ring with e r <e; - The main axis of the roller carrier between the axis of the outer ring and the axis of the inner ring is, - Adjusting in magnitude a speed ratio of z a / z i between the two to be connected shafts when both shafts are mounted stationary, - depending on time at least a part the roles ( 23 . 33 . 43 . 53 ) on the cam profiles of outer ring ( 22 . 32 . 42 . 52 ) and inner ring ( 21 . 31 . 41 . 51 ) are essentially rollable. Kupplungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähnezahl gleichbedeutend mit der Anzahl der Zykloidenbögen abhängig vom Zykloidentyp zr = zi + 1, za = zr + 1; zr = zi – 1, za = zr – 1; oder zr = zi + 2, za = zr + 2 beträgt. Coupling element according to claim 1, characterized in that the number of teeth is synonymous with the number of cycloidal arcs depending on the cycloid type z r = z i + 1, z a = z r + 1; z r = z i - 1, z a = z r - 1; or z r = z i + 2, z a = z r + 2 is. Kupplungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptachse des Rollenträgers (24, 34, 44, 54) zur Achse des Außenrings (22, 32, 42, 52) einen Abstand er aufweist mit er ≤ e/2. Coupling element according to claim 1 or 2, characterized in that the main axis of the roller carrier ( 24 . 34 . 44 . 54 ) to the axis of the outer ring ( 22 . 32 . 42 . 52 ) has a distance e r with e r ≤ e / 2. Doppel-Kupplungselement mit Kupplungselementen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – das Kupplungselement (61) mit einem zweiten Kupplungselement (62) derselben Bauart, mit gleichen Achsabständen e der Innenringe (64, 65) zu ihren Außenringen (66, 67), jedoch unterschiedlicher Zähnezahlen durch eine starre und damit drehsteife Verbindung der beiden Innenringe (64, 65) konzentrisch zu einem Doppel-Kupplungselement zusammengefügt ist. Double-coupling member with coupling elements according to one of claims 1 to 3, characterized in that - the coupling element ( 61 ) with a second coupling element ( 62 ) of the same type, with equal center distances e of the inner rings ( 64 . 65 ) to their outer rings ( 66 . 67 ), but different numbers of teeth by a rigid and thus torsionally rigid connection of the two inner rings ( 64 . 65 ) is assembled concentrically to a double coupling element. Doppel-Kupplungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (61) mit einem zweiten Kupplungselement (62) mittels eines verpressbaren oder verklebbaren Verbindungsringes (63) oder durch einen Ring mit Kerbverzahnung (8) der radial aneinander grenzenden Teile verbunden ist, wobei auch die Außenringe (66, 67) der Kupplungselemente (61, 62) mit den Anschlusswellen (68, 69) verpress-, verklebbar, durch Kerbverzahnungen oder sonst wie starr verbindbar sind. Double coupling element according to claim 4, characterized in that the coupling element ( 61 ) with a second coupling element ( 62 ) by means of a compressible or bondable connecting ring ( 63 ) or through a ring with serration ( 8th ) is connected to the radially adjacent parts, whereby the outer rings ( 66 . 67 ) of the coupling elements ( 61 . 62 ) with the connecting shafts ( 68 . 69 ) can be pressed, glued, by splines or otherwise rigidly connected. Doppel-Kupplungselement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, – dass der Verbindungsring (63) durch einen Innenring (72) ersetzt wird, in dem bereits ein Verbindungsstück (73) integriert ist, welches mit dem Innenring (71) starr verbindbar ist oder – dass ein Verbindungsring (63) entfällt, weil beide Innenringe bereits fertigungstechnisch ein Bauteil bilden. Double coupling element according to claim 5 or 6, characterized in that - the connecting ring ( 63 ) by an inner ring ( 72 ), in which a connector ( 73 ), which is connected to the inner ring ( 71 ) is rigidly connectable or - that a connecting ring ( 63 ) omitted, because both inner rings already form part of a manufacturing technology. Zykloiden-Stufen-Getriebe mit einem Kupplungselement nach einem der Ansprüche 1 bis Cycloidal step transmission with a coupling element according to one of claims 1 to Zykloiden-Stufen-Getriebe mit dem Doppel-Kupplungselement nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass – das Doppel-Kupplungselement (87) den Über-/Untersetzung herstellenden, funktionalen Kern des Zykloiden-Stufen-Getriebes bildet, wobei die Anschlusswellen (81, 82) konzentrisch drehbar gegeneinander gelagert (83) und starr konzentrisch mit dem radial benachbarten Außenring (84, 85) verbunden sind, wobei die schnell laufende Anschlusswelle (88) mit einem ein oder mehrteiligen Exzenter (89) der Exzentrität e über mindestens ein Wälzlager (90) den Innenring (91) des Doppel- Kupplungselements (87) treibt, und wobei die schnell laufende Anschlusswelle (88) über eine Anzahl von zu ihr konzentrischen Wälzlager (93, 94) an je einem Stützring (95, 96) gegen die Exzenterkräfte an den Anschlusswellen (81, 82) abgestützt wird. Cycloidal step transmission with the double coupling element according to claims 4 to 6, characterized in that - the double coupling element ( 87 ) forms the over / under gear, functional core of the cycloid-step transmission, wherein the connecting shafts ( 81 . 82 ) concentrically rotatable against each other ( 83 ) and rigidly concentric with the radially adjacent outer ring ( 84 . 85 ), wherein the fast-running connecting shaft ( 88 ) with a single or multiple eccentric ( 89 ) of the eccentricity e via at least one roller bearing ( 90 ) the inner ring ( 91 ) of the double coupling element ( 87 ) and where the fast-running connection wave ( 88 ) over a number of concentric rolling bearings ( 93 . 94 ) on each support ring ( 95 . 96 ) against the eccentric forces on the connection shafts ( 81 . 82 ) is supported. Zykloiden-Stufen-Getriebe mit Kupplungselementen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass – das Doppel-Kupplungselement (107) den Über-/Untersetzung herstellenden, funktionalen Kern eines Zykloiden-Stufen-Getriebes bildet, wobei die Anschlusswellen (101, 102) konzentrisch drehbar gegeneinander gelagert (103) sind, und starr konzentrisch mit dem radial benachbarten Außenring (104, 105) verbunden sind, wobei die schnell laufende Anschlusswelle (108) mit einem ein- oder mehrteiligen Exzenter (109) der Exzentrität e über mindestens ein Wälzlager (110) den Innenring (111) des Doppel-Kupplungselements (107) treibt und die Anschlusswelle (108) zusätzlich eine Anzahl von Exzentern (112, 113) der Exzentrität e aufweist, die gegenüber dem Exzenter (109) um 180° verdreht sind, wobei die Exzenter (112, 113) über je ein Kupplungselement (114, 115) mit den gleichen Zähnezahlen wie die des jeweils benachbarten Kupplungselements im Doppel- Kupplungselement (107) die Exzenterkräfte an den Anschlusswellen (101, 102) abstützen. Cycloidal step transmission with coupling elements according to one of claims 1 to 6, characterized in that - the double coupling element ( 107 ) forms the over / under gear, the functional core of a cycloid-step transmission, wherein the connecting shafts ( 101 . 102 ) concentrically rotatable against each other ( 103 ), and rigidly concentric with the radially adjacent outer ring ( 104 . 105 ), wherein the fast-running connecting shaft ( 108 ) with a single or multi-part eccentric ( 109 ) of the eccentricity e via at least one roller bearing ( 110 ) the inner ring ( 111 ) of the double coupling element ( 107 ) drives and the connecting shaft ( 108 ) additionally a number of eccentrics ( 112 . 113 ) has the eccentricity e, with respect to the eccentric ( 109 ) are rotated by 180 °, wherein the eccentric ( 112 . 113 ) via a respective coupling element ( 114 . 115 ) with the same number of teeth as that of the respectively adjacent coupling element in the double coupling element ( 107 ) the eccentric forces on the connecting shafts ( 101 . 102 ). Zykloiden-Stufen-Getriebe mit dem Kupplungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, – dass zwei Kupplungselemente (124, 125) mit starr verbundenen Innenringen (132) den Über-/Untersetzung herstellenden funktionalen Kern eines Zykloiden-Stufen-Getriebes nach 12 bilden, – dass die Außenringe (122, 123) dieser Kupplungselemente bereits fertigungstechnisch Teil der Anschlusswellen (126, 127) sind und – dass die Rollenträger (130, 131) einseitig und dadurch einteilig ausgeführt sind. Cycloidal step transmission with the coupling element according to one of claims 1 to 6, characterized in that - two coupling elements ( 124 . 125 ) with rigidly connected inner rings ( 132 ) the over / / gear reduction producing functional core of a cycloid gear 12 - that the outer rings ( 122 . 123 ) of these coupling elements already production technology part of the connection shafts ( 126 . 127 ) and - that the roller carriers ( 130 . 131 ) on one side and thus are made in one piece.
DE102015120240.9A 2015-11-23 2015-11-23 Coupling element for cycloidal gear Expired - Fee Related DE102015120240B3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015120240.9A DE102015120240B3 (en) 2015-11-23 2015-11-23 Coupling element for cycloidal gear

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015120240.9A DE102015120240B3 (en) 2015-11-23 2015-11-23 Coupling element for cycloidal gear

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015120240B3 true DE102015120240B3 (en) 2017-02-16

Family

ID=57907859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015120240.9A Expired - Fee Related DE102015120240B3 (en) 2015-11-23 2015-11-23 Coupling element for cycloidal gear

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015120240B3 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111173895A (en) * 2020-01-06 2020-05-19 河南烛龙高科技术有限公司 Two-stage closed type undercut cycloid oscillating tooth transmission unit
US10920758B2 (en) 2018-06-29 2021-02-16 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Hypocycloid compressor

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH67300A (en) * 1913-12-23 1914-12-01 Benjamin Graemiger Gear transmission
US1773568A (en) * 1927-06-13 1930-08-19 Firm Friedrich Deckel Prazisio Gear transmission
GB561330A (en) * 1942-11-17 1944-05-15 Northern Patent Developments L Improvements in or relating to annular toothed gearing
DE3247357A1 (en) * 1981-12-21 1983-07-21 USM Corp., 06032 Farmington, Conn. DRIVE DEVICE FOR EXTENDABLE ROTATION PARTS
US4429595A (en) * 1980-10-23 1984-02-07 Emerson Electric Co. Motion transmitting device
DE19541806C1 (en) * 1995-11-09 1997-01-30 Rudolf Braren Planetary gear
DE19722399A1 (en) * 1997-05-28 1998-12-03 Rudolf Braren Cycloid staged planetary gear
DE102013018775A1 (en) * 2013-11-08 2015-05-13 Iwis Motorsysteme Gmbh & Co. Kg Lantern-transmission device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH67300A (en) * 1913-12-23 1914-12-01 Benjamin Graemiger Gear transmission
US1773568A (en) * 1927-06-13 1930-08-19 Firm Friedrich Deckel Prazisio Gear transmission
GB561330A (en) * 1942-11-17 1944-05-15 Northern Patent Developments L Improvements in or relating to annular toothed gearing
US4429595A (en) * 1980-10-23 1984-02-07 Emerson Electric Co. Motion transmitting device
DE3247357A1 (en) * 1981-12-21 1983-07-21 USM Corp., 06032 Farmington, Conn. DRIVE DEVICE FOR EXTENDABLE ROTATION PARTS
DE19541806C1 (en) * 1995-11-09 1997-01-30 Rudolf Braren Planetary gear
DE19722399A1 (en) * 1997-05-28 1998-12-03 Rudolf Braren Cycloid staged planetary gear
DE102013018775A1 (en) * 2013-11-08 2015-05-13 Iwis Motorsysteme Gmbh & Co. Kg Lantern-transmission device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10920758B2 (en) 2018-06-29 2021-02-16 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Hypocycloid compressor
CN111173895A (en) * 2020-01-06 2020-05-19 河南烛龙高科技术有限公司 Two-stage closed type undercut cycloid oscillating tooth transmission unit
CN111173895B (en) * 2020-01-06 2021-05-04 河南烛龙高科技术有限公司 Two-stage closed type undercut cycloid oscillating tooth transmission unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014202494B4 (en) Planetary gear with adjustable ring gear
EP2602512B1 (en) Planetary rolled thread drive
EP3371482B1 (en) Gear mechanism comprising a thrust washer
DE102013002314B4 (en) Reduction gear of the eccentric rotating type
EP2426374A1 (en) Balancing shaft
DE102009039993A1 (en) Transmission arrangement for crank-continuously variable transmission of motor vehicle, has drive shaft comprising independent and different individual parts, which are connected together in torque proof, centrical and axial manner
DE112012003027T5 (en) Motor arrangement with a speed reducer
DE19513380C2 (en) Sealing, storage and drive of the rotors of a dry-running screw rotor compressor
WO2015106895A1 (en) Planetary gear pin with flange that can be bolted to the planetary carrier
DE102011014167B4 (en) shaft coupling
EP1440254B1 (en) Gearing with lubrication grooves
DE102015120240B3 (en) Coupling element for cycloidal gear
EP2373908B1 (en) Balancing shaft
EP1552149B1 (en) Stator for a progressive cavity pump
DE102015116482B3 (en) cycloidal drive
DE102017219546B4 (en) Gear arrangement
DE102017219548B4 (en) gearing
WO2010009697A1 (en) Drive system for an infinitely variable transmission of a motor vehicle
DE102013110409A1 (en) Hydrodynamic plain bearing
EP3985283A1 (en) Play-free toothing
EP1819942B1 (en) Gear mechanism
EP3179138B1 (en) Device and method for connecting two rotating machine parts
DE102014203948A1 (en) Axial positioning of a sun gear in a lightweight differential
DE102019111310A1 (en) Active roll stabilizer
EP3042104B1 (en) Continuously variable transmission

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: WITTMANN, GUENTHER, DIPL.-ING. UNIV., DE

R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F16H0001320000

Ipc: F16H0001260000

R082 Change of representative

Representative=s name: WITTMANN, GUENTHER, DIPL.-ING. UNIV., DE

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee